#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;
// 18.四数之和
// 给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ，和一个目标值 target 。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] （若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：
// 0 <= a, b, c, d < n
// a、b、c 和 d 互不相同
// nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int>> ans;
        int n = nums.size();
        if(n < 4) return ans;
        sort(nums.begin(),nums.end());
        for(int i = 0; i < n-3; i++) {  // 枚举第1个数
            // 第1个数剪枝
            if((long)nums[i] + nums[i+1] + nums[i+2] + nums[i+3] > target) break;
            if((long)nums[i] + nums[n-1] + nums[n-2] + nums[n-3] < target) continue;
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) continue; // 第1个数去重
            for(int j = i+1; j < n-2; j++) {    // 枚举第2个数
                // 第2个数剪枝
                if((long)nums[i] + nums[j] + nums[j+1] + nums[j+2] > target) break;
                if((long)nums[i] + nums[j] + nums[n-1] + nums[n-2] < target) continue;
                if(j > i+1 && nums[j] == nums[j-1]) continue;   // 第2个数去重
                // 双指针扫描
                int l = j+1, r = n-1;
                while(l < r) {
                    long res = (long)nums[i] + nums[j] + nums[l] + nums[r];
                    if(res == target) {
                        ans.push_back({nums[i], nums[j], nums[l], nums[r]});
                        l++,r--;    // 更新指针
                        while(l < r && nums[l] == nums[l-1])    // 左侧去重，第3个数去重
                            l++;
                        while(l < r && nums[r] == nums[r+1])    // 右侧去重，第4个数去重
                            r--;
                    } else if(res < target) {
                        l++;
                    }else {
                        r--;
                    }
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

int main() {
    vector<int> nums1 = {1,0,-1,0,-2,2};
    vector<vector<int>> res1 = Solution().fourSum(nums1,0);
    for( int i = 0 ; i < res1.size() ; i ++ ){
        for( int j = 0 ; j < res1[i].size() ; j ++ )
            cout<<res1[i][j]<<" ";
        cout<<endl;
    }

    vector<int> nums2 = {2,2,2,2,2};
    vector<vector<int>> res2 = Solution().fourSum(nums2,8);
    for( int i = 0 ; i < res2.size() ; i ++ ){
        for( int j = 0 ; j < res2[i].size() ; j ++ )
            cout<<res2[i][j]<<" ";
        cout<<endl;
    }
    return 0;
}
